عرضه سامانه خالص سازی هوا برای مقابله با ویروس كرونا
آروما: پژوهشگران دانشگاه الزهرا سامانه ای برای خالص سازی هوا بر اثر فوتوكاتالیستی نانوذرات دی اكسید تیتانیوم معرفی كردند كه قادر به از بین بردن خانواده ویروس كرونا است.
به گزارش آروما به نقل از ایسنا، دكتر عزیزالله شفیع خانی، استاد فیزیك و عضو هیات علمی و پژوهشگر آزمایشگاه كربن دانشكده فیزیك دانشگاه الزهرا موفق به ساخت سامانه خالص سازی هوا بر اثر فوتوكاتالیستی نانوذرات دی اكسید تیتانیوم شد. این سامانه دارای چهار بخش "دمنده"، "یون ساز كمكی"، "هسته نانوساختاری" و "مدار الكترونیكی" شامل پنل كنترل، مدار یون ساز و ترانس ها، لامپ فرابنفش است.
از خاصیت ها و مزایای اصلی این سامانه می توان به آنتی باكتریال و آنتی ویروسی محیطی، طول عمر بیشتر هسته اصلی سامانه، خاصیت خود تمیز شوندگی سطوح هسته، خاصیت آبگریزی سطوح هسته، راندمان بالاتر نسبت به موارد مشابه، كاهش دهنده آلاینده های محیطی VOC همچون HN۳ (آمونیاك)، NOX (ناكس)، CO۲ (دی اكسید كربن) و آرماتیك ها و قابل استفاده در محیط های مسكونی، آزمایشگاه ها، بیمارستان ها و صنعت بدون هیچ گونه عوارض جانبی اشاره نمود.
شفیع خانی در تشریح جزئیات بیشتر این سامانه، اظهار داشت: ویروس خانواده كروناویروس ساختمان مشابهی دارند و همگی دارای یك غشای لیپیدی بسیار نازك هستند. در زیر این غشا دارای تعداد بی شماری پروتون آزاد (H+) ناشی از تركیبات بیوشیمی درون سلولی هستند.
وی ادامه داد: اگر بتوان به روشی این پروتون ها را از غشای ویروس خارج كرد، موجب به هم خوردن توازن آن شده و غشاء شكاف برداشته و RNA منفجر می شود (تصویر ذیل). اندازه پروتون ها در حدود یك فرمی (۶ تا ۱۰ نانومتر) است كه می توان با كمترین نیروی كولمبی آنرا جذب و از غشا خارج كرد. بر همین مبنا حال باید به روش و مكانیزمی بار الكتریكی منفی در مجاورت این ویروس ها ایجاد كرد. بعد از جذب رادیكال با بار الكتریكی منفی توسط غشاء، بر اثر نیروی كولمبی، بسادگی بار مثبت و یا همان پروتون زیر غشای لیپیدی جذب می شود.
این استاد فیزیك دانشگاه الزهرا افزود: برای این منظور برمبنای مطالعات چندین ساله صورت گرفته و نتایج پژوهش من در مقاله چاپ شده در Scientific Reports Nature، ۲۰۱۹، Vol. ۹، ۱۶۶۴۸ می توان از اثر فوتوكاتالیستی دی اكسید تیتانیوم بعنوان یك نیمه هادی با گاف انرژی حدود ۳.۲ eV كه به روش ویژه ای با ساختار كریستالی anatas بر روی مش های آلومینیومی در یك پروسه چند مرحله ای ساخته می شوند، بهره برد.
وی با اعلان اینكه بعد از سنتز این ساختار، بر اثر تابش فوتون های فرابنفش به این لایه ها یك الكترون و یك حفره به ترتیب در باند هدایت و باند والانس ایجاد می شود، اشاره كرد: از آنجائیكه در محیط اطراف همیشه مولكول آب وجود دارد، الكترون ها در محیط واكنش احیا و حفره ها واكنش اكسایش انجام می دهند. در نتیجه در این زنجیره واكنشی، رادیكال های هیدرواكسیل و سوپراكسیل تولید شده نقش بار منفی را بازی كرده و در مدت زمان كمتر از پیكوثانیه موجب نابودی ویروس می شوند و اختتام پروسه مولكول آب اولیه مورد استفاده قرارگرفته و در نهایت به آب و یا هیدروژن و اكسیژن تبدیل می شود.
عضو هیئت علمی دانشگاه الزهرا در ادامه با اعلان اینكه یك پرسش مهم آن است كه چرا ماده فوتوكاتالیست نسبت به موادی مانند كلر، واكنش پذیری بیشتری دارد؟ توضیح داد: در پاسخ این پرسش باید اظهار داشت كه مواد فوتوكاتالیست قدرتمندترین ابزار در پروسه اكسایش هستند كه این توانمندی در تولید رادیكال های OH- (هیدرواكسیل) نهفته است. آنها می توانند چند میلیون بار آهنگ واكنش را بیش تر تسریع كنند. این واكنش بر اساس تبدیل حالت شیمیایی عناصر از حالت پایه به ترازهای بالاتر است.
شفیع خانی افزود: در حالتی كه مولكول و یا اتم در حالت برانگیخته توان تركیب شیمیایی بیشتری دارند، بدین ترتیب قدرت واكنش با مولكول ها طی چند مرحله در ترازهای بالاتر به محصولات اكسیدی تبدیل می شوند. رادیكال ها یكی از عوامل قدرتمند در پروسه اكسایش هستند و نسبت به كلر Cl، فلور F و ید I پتانسیل خیلی بیشتری دارند.
وی تصریح كرد: تابحال آزمایش های بسیاری با برخی از میكروارگانیزم هایی هم چون E-coli، مواد آلی هم چون Methyl Orange و تركیبات آلی مانند بنزن، دی اكسید كربن و اتانول نتایج بسیار بالاتر از حد انتظار را بهمراه داشته است.
به گزارش آروما به نقل از ایسنا، پیش تر نیز این استاد دانشگاه الزهرا موفق به طراحی و ساخت دستگاه خالص ساز هوا بر اساس نانو ذرات و طراحی، ساخت دستگاه منحصر به فرد لیزر دی اكسید كربن در آزمایشگاه های این دانشگاه شده است.
منبع: آروما
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب